液氮燻蒸冷凍及儲運配子一體化裝置的製作方法
2023-06-03 14:09:36 1
專利名稱：液氮燻蒸冷凍及儲運配子一體化裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及醫用配子冷凍儲運裝置，特別是一種液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體
化裝置。
背景技術：
配子(精子/卵子) 健康與人類種族繁衍、人口素質息息相關。利用超低溫凍融技術保存配子胚胎，經輔助生殖技術生育子代，已成為生殖醫學熱點而被高度關注。目前國內精子「慢凍速融」與卵子胚胎的玻璃化凍融存在幾項缺陷
第一，在專業程序降溫儀完成冷凍後向低溫儲存容器轉移的過程中，沒有專業儲運裝置，大都將配子通過普通的泡沫箱運輸，不僅容易造成配子復溫受損，而且存在運輸人員凍傷隱患。第二，儲運過程中沒有考慮在不同載體中的各種配子樣本的不同冷凍保存方式，例如浸沒液氮或是燻蒸，容易造成細胞內外冰晶對部分配子的損害，致使其復甦成功率低下。第三，沒有考慮冷凍配子用的液氮重複利用能力，運輸完一次配子後，液氮揮發造成資源浪費。第四，沒有考慮冷凍過程中樣本的生物安全性，即被保存配子胚胎樣品存在被液氮汙染及可交叉感染群體樣本的可能性。第五，目前相關的冷凍設備均為國外產品，我國人類生殖冷凍市場長期被國外產品佔據。因此，發展基於生物安全的新型配子胚胎超低溫冷卻及儲運一體化技術，提高凍融效率和健康度，實現滿足生物安全性要求的自主生育力保存技術，具有重要意義。經過對現有技術的檢索發現，授權公告號為CN1032318的中國專利「醫用深低溫保存袋」提供了一種深低溫生物細胞及組織保存袋，適用單細胞、血細胞、胚胎和器官等的低溫或深低溫保存，以供臨床移植和實驗要求。該裝置能保存配子，但其主要缺陷是保存配子數量少，時間短，並且只有單一冷凍功能，不能同時燻蒸及冷凍大量獨立的配子。進一步檢索發現，授權公告號為CN1450857的中國專利「精子的低溫保存」把精子貯存於三個不同溫度，但其未涉及被保存精子的運輸及轉移問題。
發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種超低溫液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體化裝置，根據主液氮儲槽內液氮及蒸汽的不同溫度對處於獨立載體內的配子進行批量分類冷凍及燻蒸，實現配子的安全儲存及運輸。本發明是通過以下技術方案實現的
一種基於超低溫液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體化裝置，包括移動推車、主液氮儲槽、液氮回收槽、儲槽絕熱蓋、低溫閥門、低溫管路、配子載體架、溫度測量裝置，其特點在於，所述的主液氮儲槽分為緩衝腔和工作腔，來自液氮罐的醫用液氮經過過濾器，由第一低溫閥調控流量後進入主液氮儲槽的緩衝腔，通過緩衝腔和工作腔之間的連通孔對所述的工作腔加注冷媒液氮，批量冷凍配子載體架上的獨立配子，實現燻蒸冷凍後臨時儲存裝置、或運輸至最終目標儲存庫，完成任務後的餘液氮經低溫閥流入液氮回收槽。 所述的移動推車有一個不鏽鋼櫃架，在架上是主液氮儲槽，架下設置液氮回收槽；
所述的主液氮儲槽由隔壁分為緩衝腔和工作腔，在位於隔壁的下部設有連通孔和隔壁上部設有回氣孔，所述的緩衝腔的頂部有出氣孔，該緩衝腔通過具有第一低溫閥的第一輸液管與液氮罐相連，所述的工作腔具有儲槽絕熱蓋，工作腔內是配子載體架，工作腔通過具有第二低溫閥的第二輸液管與所述的液氮回收槽相通。所述的主液氮儲槽四個側面及底面為夾層中空不鏽鋼框架，夾層內採用真空多層絕熱或聚氨酯絕熱層保溫，保證箱內部存放液氮時箱體外表面不結霜、不結露。所述的儲槽絕熱蓋採用聚氨酯絕熱層保溫，閉合時與所述的主液氮儲槽形成密閉容器。所述的配子載體架由麥管架和冷凍管架組成，分別為槽道結構和孔板結構形式，適合批量冷凍，該配子載體架為四腳支撐型，可由螺栓調節高度，載體架面板可從工作腔取出。所述的工作腔的腔壁上自下而上設有多個低溫溫度計，以監測工作腔內的溫度場及液面高度，在所述的緩衝腔的外壁面上設有溫度顯示面板，將工作腔內不同高度的溫度顯示在所述的溫度顯示面板上。所述的第一低溫閥和液氮罐之間還有活接頭和液氮過濾器，所述的第一低溫閥根據溫度顯示面板的溫度信息調節來自所述的液氮罐的液氮流量，控制工作腔內液氮液面高度，所述的活接頭便於將裝置與所述的液氮罐連接或斷開。所述的液氮回收槽採用厚聚氨酯絕熱層保溫，可回收餘液，能從所述的移動推車中取下，可自由移動。與現有技術相比，本發明實現在不同載體上獨立配子的冷凍燻蒸，以及配子從完成冷凍後到儲存庫的轉移運輸。具有實現簡單，製作成本低，輕便易用，配子始終保存在滿足條件的冷環境中，能保證配子安全可靠的特點。
圖I為本發明基於超低溫液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體化裝置的結構示意圖。圖2為配子載體架面板的結構示意圖。
具體實施例方式下面對本發明作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。一種基於超低溫液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體化裝置，包括移動推車I、主液氮儲槽2、液氮回收槽3、液氮過濾器4、緩衝腔5、工作腔6、不鏽鋼櫃架7、儲物櫃8、腳輪9、儲槽絕熱蓋10、配子載體架11 (如圖2所示)、低溫溫度計12、溫度顯示面板13、絕熱層14、活接頭15、第一低溫閥16、第二低溫閥17、連通孔18、回氣孔19、出氣孔20、第一輸液管21、第二輸液管22、鉸鏈23。液氮由第一輸液管21經第一低溫閥16調控流量後流進緩衝腔5，利用連通孔18對工作腔6加注冷媒液氮；當通過鉸鏈23翻動並閉合絕熱儲槽蓋10時，工作腔6內的氣體通過回氣孔19回到緩衝腔5頂部氣體空間，由頂部出氣孔20回到大氣，保證緩衝腔5和工作腔6內的壓力恆定於大氣壓附近。當試驗及儲運完成後，工作腔6內的餘液由第二低溫閥17經第二輸液管22流入液氮回收槽3。
如圖I所示，一種基於超低溫液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體化裝置，包括移動推車1，移動推車I有一個不鏽鋼櫃架7，在架上是主液氮儲槽2，架下設置液氮回收槽3 ；液氮回收槽3側設有儲物櫃8，移動推車I四角還設有腳輪9，便於移動。主液氮儲槽2由隔壁分為緩衝腔5和工作腔6，緩衝腔5和工作腔6之間的隔壁下部設有連通孔18和上部設有回氣孔19，所述的緩衝腔5的頂部有出氣孔20，該緩衝腔5通過具有第一低溫閥16的第一輸液管21與液氮罐相連，所述的工作腔6具有儲槽絕熱蓋10，工作腔6內是配子載體架11，工作腔6通過具有第二低溫閥17的第二輸液管22與所述的液氮回收槽3相通。主液氮儲槽2四側面及底面採用真空多層或聚氨酯材料絕熱14保溫，厚度為8 12cm，內外覆不鏽鋼板，保證箱內部存放液氮時箱體外表面不結霜、不結露。儲槽絕熱蓋10採用聚氨酯絕熱層保溫，厚度為16cm，通過鉸鏈23與主液氮儲槽2連接，可實現啟閉，閉合時與所述的主液氮儲槽2形成密閉空間。工作腔6的腔壁上自下而上設有多個低溫溫度計12，以監測工作腔內的溫度場及液面高度，在所述的緩衝腔5的外壁面上設有溫度顯示面板13，將工作腔內不同高度的溫度顯示在所述的溫度顯示面板13上。本實施例為四個鉬電阻溫度計，第一支布置在工作腔底部、第二支高度與麥管架相同，第三支高度與冷凍管架相同，第四支比冷凍管架高8mm。四個點溫度可從溫度顯示面儀13讀出。同時可從溫度信息判斷工作腔6內液氮液面高度。第一低溫閥16和液氮罐之間還有活接頭15和液氮過濾器4，所述的第一低溫閥16根據溫度顯示面板的溫度信息調節從所述的液氮罐的液氮流量，控制工作腔內液氮液面高度，所述的活接頭15又便於將裝置與所述的液氮罐連接或斷開。液氮回收槽3為小型不鏽鋼敞口容器，採用厚聚氨酯絕熱層保溫，可回收餘液，能從所述的移動推車I中取下，可自由移動。液氮過濾器4採用可拆卸更換的不鏽鋼絲網過濾，通過真空絕熱保溫。第一低溫閥門16和第二低溫閥門17分別為通徑IOmm的低溫液體截止閥，開關靈活、密封可靠並耐壓。第一輸液管21和第二輸液管22為柔性真空液氮輸送管，有良好保溫性能，管外不
結霜不結露。如圖2所示，配子載體架11由麥管架和冷凍管架組成，為槽道或孔板形式，適合批量冷凍，冷凍管架和麥管架根據冷凍要求為不同高度。該配子載體架為四腳支撐型，採用螺栓調節高度，便於安裝和從工作腔6內取出。工作原理
液氮由第一輸液管21經第一低溫閥16調控流量後流進緩衝腔5，利用連通孔18對工作腔6加注冷媒液氮；當通過鉸鏈23翻動並閉合絕熱儲槽蓋10時，工作腔6內的氣體通過回氣孔19回到緩衝腔5頂部氣體空間，由頂部出氣孔20回到大氣，保證緩衝腔5和工作腔6內的壓力恆定於大氣壓附近。當試驗及儲運完成後，工作腔6內的餘液由第二低溫閥17經第二輸液管22流入液氮回收槽3。冷凍及燻蒸配子的方法 首先打開第一低溫閥16，關閉第二低溫閥17，經由液氮過濾器4的安全液氮通過第二低溫閥16進入主液氮儲槽2的緩衝腔5，利用連通器原理，液氮由底部連通孔18加注入工作腔6，這樣進入工作腔6的液氮經過緩衝不會劇烈沸騰造成液面過渡波動，可減少對配子的傷害。工作腔6內液氮汽化而成的氮氣通過回氣孔19回流至緩衝腔5上部空間，並由出氣孔20回到大氣環境。通過連通孔18，液氮不斷進入工作腔6，根據工作腔6內布置的四個不同高度的溫度計12在顯示面板13顯示的溫度信息，調節低溫閥16，控制工作腔內液氮液面高度。當液氮面到達麥管內配子冷凍及冷凍管內配子燻蒸的高度時，關閉低溫閥16。轉動連接主液氮儲槽2的鉸鏈23，打開儲槽絕熱蓋10，把裝有配子的載體插入載體架11槽道或孔板內，合上絕熱蓋10。如此主液氮儲槽2可作為一步燻蒸儀，對儲存的配子進行冷凍及燻蒸。運轉配子的方法
當配子已完成冷凍並轉移至主液氮儲槽2後，斷開第一輸液管21與液氮過濾器之間的活接頭15，移動推車I至目標儲存庫，打開儲槽絕熱蓋10，從配子載體架11取出配子。完成任務後打開第二低溫閥17，餘液流入液氮回收槽3，關閉第二低溫閥17，斷開第二輸液管22即可拆卸液氮回收槽3。本發明不局限於上述較佳具體實施方式
，可因需求改變低溫溫度計位置及布置方式；若配子架為不同形式，可更換並調整配子載體架面板形式；主液氮儲槽、儲槽絕熱蓋和液氮回收槽的保溫形式可為堆積絕熱、高真空絕熱或真空粉末絕熱，均落入本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體化裝置，包括移動推車、主液氮儲槽、液氮回收槽、儲槽絕熱蓋、低溫閥門、低溫管路、配子載體架、溫度測量裝置，其特徵在於，所述的主液氮儲槽分為緩衝腔和工作腔，來自液氮罐的醫用液氮經過過濾器，由第一低溫閥調控流量後進入主液氮儲槽的緩衝腔，通過緩衝腔和工作腔之間的連通孔對所述的工作腔加注冷 媒液氮，批量冷凍配子載體架上的獨立配子，實現燻蒸冷凍後臨時儲存裝置、或運輸至最終目標儲存庫，完成任務後的餘液氮經低溫閥流入液氮回收槽。
2.根據權利要求I或2所述的液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體化裝置，其特徵在於，所述的主液氮儲槽(2)由隔壁分為緩衝腔(5)和工作腔(6)，在緩衝腔(5)和工作腔(6)之間通過位於隔壁下部的連通孔(18)和隔壁上部的回氣孔(19)相通，所述的緩衝腔(5)的頂部有出氣孔(20)，該緩衝腔(5)通過具有第一低溫閥(16)的第一輸液管(21)與液氮罐相連，所述的工作腔(6)具有儲槽絕熱蓋(10)，工作腔(6)內是配子載體架(11)，工作腔(6)通過具有第二低溫閥(17)的第二輸液管(22)與所述的液氮回收槽(3)相通。
3.根據權利要求I或2所述的液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體化裝置，其特徵在於所述的移動推車(I)有一個不鏽鋼櫃架(J)，在架上是主液氮儲槽(2)，架下設置液氮回收槽(3)。
4.根據權利I或2所述的液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體化裝置，其特徵在於所述的主液氮儲槽(2)四側面及底面採用真空多層或聚氨酯絕熱層保溫，保證箱內部存放液氮時箱體外表面不結霜、不結露；所述的儲槽絕熱蓋(10)採用聚氨酯絕熱層保溫，閉合時與所述的主液氮儲槽(2)形成密閉空間。
5.根據權利I或2所述的液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體化裝置，其特徵在於所述的緩衝腔(5 )進液並利用連通器原理將液氮由底部連通孔送入工作腔避免液氮劇烈沸騰造成液面過渡波動，從而減小對配子的傷害。
6.根據權利I或2所述的液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體化裝置，其特徵在於所述的配子載體架(11)由麥管架和冷凍管架組成，為槽道或孔板形式，適合批量冷凍，該配子載體架為四腳支撐型，採用螺栓調節高度，便於從工作腔(6)內取出和安裝。
7.根據權利I或2所述的液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體化裝置，其特徵在於所述的工作腔出)的腔壁上自下而上設有多個低溫溫度計(12)，以監測工作腔內的溫度場及液面高度，在所述的緩衝腔(5)的外壁面上設有溫度顯示面板(13)，將工作腔內不同高度的溫度顯示在所述的溫度顯示面板(13)上。
8.根據權利I或2所述的液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體化裝置，其特徵在於所述的第一低溫閥(16)和液氮罐之間還有活接頭(15)和液氮過濾器(4)，所述的第一低溫閥(16)根據溫度顯示面板的溫度信息調節所述的液氮罐的液氮流量，控制工作腔(6)內液氮液面高度，所述的活接頭(15)用於將裝置與所述的液氮罐連接或斷開。
9.根據權利I或2所述的液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體化裝置，其特徵在於所述的液氮回收槽(3)採用厚聚氨酯絕熱層保溫，可回收餘液，能從所述的移動推車(I)中取下，自由移動。
全文摘要
一種基於超低溫液氮燻蒸冷凍及儲運配子的一體化裝置，包括移動推車、主液氮儲槽、儲槽絕熱蓋、液氮回收槽、低溫閥門、配子載體架、溫度反饋裝置，其中，主液氮儲槽採取聚氨酯絕熱材料或真空多層絕熱保溫，配有聚氨酯絕熱蓋，可實現儲槽箱體外表面不結霜、不結露，主液氮儲槽設為緩衝腔與工作腔分離並形成連通器形式，保證工作腔液面及溫度的穩定性避免加液過程造成的劇烈波動。提供溫度測量及顯示功能，溫度信息同時用於調節液面高度。本發明可實現配子的一步燻蒸及安全運輸雙重功能。
文檔編號B65D81/18GK102616472SQ201210058038
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月7日 優先權日2012年3月7日
發明者劉峰, 徐烈, 李錚, 王如竹, 王珊珊, 黃永華 申請人:上海交通大學